光纤通道节点端口状态机的分析、建模与仿真

随着航电系统的发展,传统的通信网络已经不能满足发展需要,光纤通道(FC)技术已成为航电系统新一代高性能网络的研究方向.研制机载FC网络,其中一个重要环节是FC协议分析,FC节点端口状态机作为FC-2层中最为基础但最为复杂的功能块需要重点突破.分析了FC节点端口状态机的状态组成,基于0PNET Modeler仿真软件,说明了FC端口状态机的建模和仿真结果,通过仿真分析为下一步深入研究FC协议积累了一些理论基础.     

SOC技术在FC芯片设计中的应用

以FC协议芯片的设计为例,分析了SOC设计方法的特点及其与传统的嵌入式系统设计方法的不同点。本文讨论的FC协议芯片实质上是用SOC技术实现的FC网卡,这种方法有助于在航电系统的设计中推广使用SOC技术并为改变现有的航电系统的体系结构和建立我国未来航空电子统一网络奠定了基础。     

基于AFDX的综合航电系统余度技术研究

基于AFDX数据网络提出了航电系统总线数据传输的冗余设计,重点介绍了网络配置实现主控制器与备份控制器的切换技术,从软硬件系统综合考虑,提高综合模块化航电系统的可靠性。     

民机电传飞控系统故障检测与容错技术

现代民机广泛采用数字式电传飞控系统,它有利于飞机减重、飞行品质改善、飞机维护性改善等。民机电传飞控系统需满足严格的安全性与可用性要求,保证飞机取证与运营可靠性。故障检测与容错技术是实现高度安全可靠电传飞控系统的关键。该文阐述了已应用于现代民机的故障检测与容错技术,重点介绍了波音、空客公司故障检测与容错技术应用于民机设计的成功案例,对未来民机容错技术发展进行了探讨与展望。     

基于硬件优先级队列的FC实时交换机的研究

实时交换机可为用户提供微秒级硬实时通信性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景。本文提出采用硬件优先级队列来实现FC实时交换机,以支持航电统一网络的硬实时通信。标准的FC协议采用虚电路方式支持实时通信。相对于虚电路方式实现的实时通信,本文设计的FC实时交换机具有实时通信延迟小、系统吞吐量高等优点。     

面向航电系统容错特征的任务可靠性建模方法研究

基于AADL语言和GSPN模型面向DIMA系统开展任务可靠性建模研究,考虑系统的容错特征及其模式转移逻辑,建立AADL系统建模语言与GSPN模型的转化规则,进行系统可靠性定量分析,并以典型航电产品为例进行了方法应用和仿真。本文提出的方法和规则可实施性强,为存在重构或备份等容错技术的航电产品进行多模式转移 的系统任务可靠性建模提供参考。     

基于FC光传总线的分布式容错系统组通信协议

分布式容错系统常用于构造高可靠的关键应用,其核心构件组通信协议(GCP)实现了带有可靠性语义的多对多的通信原语。本文主要讨论基于光纤通道(FC)总线用于分布式容错的组通信协议,探讨了使用冗余消息技术实现实时、可靠数据传输的方法,提出了将数据和控制消息分开处理来实现数据输入实时性和控制消息按因果顺序提交的算法,力求获得最大程度的并行性。提出并设计了基于领导者-跟随者的故障处理机制,利用两阶段事务处理协议实现故障处理中的视图同步和状态切换,给出了协议的设计原理和实现框架。最后给出了该协议在基于PowerPC单板计算机的三余度容错飞行控制计算机系统中的运行结果,并对该结果进行了简要分析。     

非相似容错技术研究

介绍了飞行控制系统非相似容错技术的基本功能、技术关键和设计方法,包括软件设计、硬件设计、容错计算、交叉通信、同步、余度管理、编程语言以及软件设计人员进行非相关设计的管理方法等。     

数字视频总线在综合航电系统中的应用研究

针对现有机载视频传输系统存在的不足,提出了基于光纤通道FC的数字视频传输系统硬件架构,介绍了现有数字视频传输协议,比较分析了基于光纤通道-音频视频协议FC-AV的视频帧传输模式和基于航电数字视频总线的视频行传输模式下的传输协议设计及其对硬件设计的影响。     

高可靠航空电液伺服系统控制器设计

电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的伺服控制系统。针对某航空机电系统中伺服驱动装置的工作特点,设计实现了基于DSP处理器的高可靠航空电液伺服系统控制器。控制器为双余度硬件冗余体系结构,采用热备份的主/备工作方式,并使用基于故障严重程度和故障计数双重原则的容错策略,在保证控制器性能的同时有效提高了系统可靠性,同时其双余度架构也保证了系统安全性。     

基于AFDX网络的SNMP协议实现

航空全双工交换式以太网(AFDX/ARINC664)是适用于航电系统信息传输的确定性飞机数据网路总线系统,目前广泛应用于各个机型的航电系统中。由于AFDX网络的确定性,需要对该网络的消息传输、故障检查等项目进行实时的监控管理,以维护该网络系统的正常运行。本文阐述了在某型直升机综合任务处理系统的开发过程中,使用简单网络管理协议(SNMP)对AFDX网络中各个设备的数据信息进行网络管理的设计与实现。     

航空电子系统FC交换式网络的可靠性研究

 对于采用光纤通道(FC)互连的航空电子系统，从FC的基本模型出发，给出了由多个FC交换机组成的FC交换式网络的通信模型；采用基于任务的可靠性建模方法，给出了FC交换式网络的可靠性计算公式，并提出了任务基本路径的概念。根据航空电子系统提高可靠性的需要，提出了FC交换式网络的2种冗余拓扑结构：基本路径冗余和全网络冗余；最后通过实例分析了端口单元、交换要素单元和链路单元对FC交换式网络及2种冗余拓扑结构可靠性的影响；FC交换式网络可靠性的研究对于航空电子系统设计阶段的容错设计和拓扑选择都将起到指导作用。     

High-speed avionic optical fiber CDMA networks

With applications of systems integration technology to advanced aircrafts, high-speed and high-capacity optical fiber communication networks should be employed to support airborne broadband communication services. To guarantee real-time multiuser communications over a network, the selection of medium-access schemes is critical for avionics applications. In this paper, we briefly discuss the issues on high-speed multiple-access techniques and their applicability. Then we focus on the design and operation aspects of avionic optical fiber code-division multiple access (CDMA) networks. Some practical considerations on implementing such a CDMA network are also addressed and further improvement is pointed out. It is shown that avionic optical fiber CDMA networks can find a use in real-time avionic sensor data distribution, data exchange, and computer interconnects     

基于多令牌协议航电WDM光环网波长分配方法

 针对航空电子光网络的实时性问题,建立了航空电子波分复用(WDM)环网模型,以实时消息流矩阵作为网络的输入,依据静态光网络最小化波长数目的优化目标,提出了一种基于多令牌协议的光网络波长分配方法,并推导了航电光网络中光通道的端到端传输时延计算公式。通过对理论计算和仿真结果的分析,此协议下的波长分配方法在网络中可以实现波长重用,比传统环网的波长数目平均降低了58.1%,优化了波长数目,并且多令牌控制协议满足航空电子网络对消息实时性的要求。此方法对于航空电子光网络的设计与性能分析具有参考价值。     

航电系统的处理机重构算法与实现

主要阐述了满足新一代航空电子系统中核心数据综合处理要求的实时操作系统 ;概述了系统软件的三个主要层次的总体结构 ;着重论述了重构处理机的问题 ;并详细讨论了处理机容错重构处理的实施过程。     

一种小型化高性能综合处理系统的设计与实现

针对直升机、无人机等中小型航空飞行器控制成本以数量取胜的要求以及重量、环境散热的限制,设计了一种用于中小型航空飞行器航空电子系统的小型化高性能综合处理系统。分析了中小航电系统处理需求,讨论了综合处理机系统硬件组成和软件配置,介绍了功能模块标准化设计、高密度低功耗设计以及多级容错设计等关键技术,实现了原型系统并获得了其性能测试结果。     

虚拟座舱多功能显示器的设计与实现

在剖析座舱显示系统的发展及现状的基础上,本文详细介绍了虚拟座舱多功能显示器的设计原理及过程。整体系统的设计基于Open GL开发的仿真软件平台,系统的通信接口遵循W indows套接字规范,模块化架构兼顾了软件的移植性和继承性。通过任务计算机传输数据,虚拟多功能显示器可以实时显示飞机的飞行、导航、机载设备运行状态等参数,较好地模拟了战机实战状态下的各种数据显示。     

我国空间站运行的测控通信工作模式初探

在分析我国载人空间站在轨运行的任务特点和对测控通信提出的新要求的基础上,对测控通信工作模式进行了探讨。针对任务中心,采用分布式模式进行任务的组织和实施,建立常态化工作体系;针对测控通信资源的使用,对资源进行简化、优化,发挥天、地基各自优势,并实现天地基资源统一调度;针对在轨故障诊断和应急处置,提出了“天地联合,以地为主”的载人航天故障诊断模式和实现途径;针对空间站遥操作需求,提出了一套工作模式和实施流程;针对测控通信长期执行任务的可靠性,提出了任务中心容灾备份工作模式和通信路由的备份模式。以期为后续任务工作模式设计提供参考。